《火电厂环保智能化节能管理系统》

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石灰石-石膏法是世界上应用最广泛、技术最成熟、运行状况最稳定的烟气脱硫方法,是300MW及以上大型机组中采用最为广泛的脱硫方式。中国90%以上电厂的烟气脱硫采用石灰石-石膏湿法烟气脱硫工艺。国内由于条件所限,燃煤煤种变化较大,机组负荷也经常变化,脱硫系统经常工作在设计条件以外,系统的脱硫效率往往得不到保障。

脱硫系统的核心是喷淋吸收塔,脱硫剂石灰石浆液通过喷淋吸收烟气中有害的二氧化硫。吸收过程涉及气-固-液三相流体特性、中和-氧化-置换反应特征。系统性能与吸收塔内流场分布,固液分离特性,多相流动、传递、反应及涉及的热力学、反应动力学密切相关,难以建立相应的解析模型优化整个脱硫过程。因此该项目利用多年运维的数据库,利用大数据分析方法建立黑箱模型,研究影响脱硫系统高效低成本运行的因素,建立火电厂环保智能化节能管理系统应用软件,在电厂运行脱硫系统,以达到节能达标排放的效果。

虽然脱硫系统装备大量的在线监测及控制仪表来保障系统设备的自动控制,脱硫过程是一个涉及气-固-液三相流动、中和-氧化-置换三类反应的复杂过程,操作条件的改变对系统的影响存在一定的滞后。原设计的自动控制系统未考虑国内燃煤煤种和机组负荷也经常变化的实际情况,难以满足脱硫系统的控制根据烟气条件及时变化,保证系统时时达标的要求。该项目利用多年运维的数据库,利用大数据分析方法建立黑箱模型,研究了机组燃煤和负荷对脱硫系统的影响,建立了火电厂环保智能化节能管理系统应用软件,预测烟气条件的变化,指导脱硫系统控制参数的变化,保证系统时时达标的要求。

此外,软件采用主流的B/S架构,实现远程监督;软件系统可扩展性好,兼容性强,可根据电厂的实际情况进行二次开发,适应不同需求。系统的主要内容包括:数据传输采集模块、远程管理及诊断模块、信息管理模块、智能化节能模块和环保电价分析模块。环保电价分析模块可以预测烟气条件的变化,进而统计分析主要污染物排放与对应环保电价,优化控制。智能化节能模块根据脱硫系统高效低成本运行黑箱模型,指导生产运行,优化环保系统的运营,此外还可自动生成环保报表,满足环保部对电厂污染物排放电子台帐的要求。信息管理模块可实现脱硫设备缺陷管理和跟踪智能化,为脱硫运行成本的实时分析和对标管理提供便捷条件。

以吴泾第二发电有限责任公司(2×600MW燃煤机组)为例,实施该项目,应用火电厂环保智能化节能管理软件系统后,在年发电量37亿千瓦时的条件下,降低厂用电率0.02%,减少石灰石和脱硫工艺水用量各10%,直接经济效益近100万。

该项目已获得了“申欣第三方全能管家-火电厂环保管理软件”和“申欣小时电价达标软件”两项软件著作权。

成果说明

该项目建立了“火电厂环保智能化节能管理系统”,2014年12月起就在上海吴泾第二发电有限责任公司2台600MW机组和上海外高桥第二发电有限责任公司2台900MW超临界燃煤机组脱硫系统中得以应用,精简了业务处理流程,将环境污染第三方治理服务不断优化,更好地降低成本、节约能耗和提高效率。该系统建立了事故或故障预警机制,一旦发现异常可以在最短的时间内做出快速应对处置。使用该系统后,脱硫、脱硝系统厂用电量、石灰石用量和工艺水量明显降低,在确保环保岛设备运行安全性的同时,极大地提高了经济性和稳定性.,可以降低厂用电

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